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专利号: 2019111727065
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种加密图像可逆信息隐藏方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、对原始图像进行分块置乱,得到乱序图像块;

S2、对乱序图像块进行加密,得到加密后的图像;

S3、在加密后的图像中选取参考像素、特殊像素和剩余像素,并对像素进行分类和编码,得到编码后的图像,完成加密图像可逆信息隐藏。

2.根据权利要求1所述的加密图像可逆信息隐藏方法,其特征在于,所述步骤S1的具体方法为:对大小为H×W的原始图像I按照S×S像素大小进行分块,得到 个原始图像块,其中对于任一原始图像块Bf,f表示原始图像块的索引,索引顺序为从左至右再从上至下,根据加密秘钥k1伪随机地生成 之间的自然数序列T,并根据序列T置乱原始图像块的顺序,得到乱序图像块。

3.根据权利要求2所述的加密图像可逆信息隐藏方法,其特征在于,S的取值为3。

4.根据权利要求3所述的加密图像可逆信息隐藏方法,其特征在于,所述步骤S2的具体方法为:根据加密秘钥k1伪随机地产生长为 的伪随机数序列R,并根据公式:

对乱序图像块进行块内像素模256加密,将加密后的乱序图像块组合成加密后的图像;

其中 为乱序图像块Bf'中的一个像素; 为像素 加密后的结果;rf为序列R中的一个元素;mod为求余函数。

5.根据权利要求4所述的加密图像可逆信息隐藏方法,其特征在于,所述步骤S3的具体方法包括以下子步骤:S3-1、取图像块内中心点像素为参考像素RP,将整个加密后的图像除参考像素RP外的前5个像素作为特殊像素SP,并将剩下的所有像素作为剩余像素WP;

S3-2、分别计算每个图像块内剩余像素WP与参考像素RP的差值,将差值在阈值范围内的剩余像素WP作为可用像素EP,将差值在阈值范围外的剩余像素WP作为不可用像素NP;

S3-3、将每个可用像素EP编码为标记位+符号位+差值位+信息位,其中标记位用于区分每一类可用像素EP和不可用像素NP,标记位的长度小于等于4bits;当该可用像素EP对应的差值大于等于0时,符号位为字符0,当该可用像素EP对应的差值小于0时,符号位为字符1;

符号位的长度为1bit;差值位用于保存恢复用差值,差值位的长度大于等于2bits;信息位用于嵌入信息,信息位的长度大于等于1bit;每个像素的总长度为8bits;将每个不可用像素NP编码为标记位+原始位;其中原始位表示该位置的原始数据;

S3-4、采用哈夫曼编码对标记位进行编码,以概率大小来分配码长,即某类像素出现概率越大则码长越小,某类像素出现概率越小码长越大;并根据公式:获取可用像素EP的分类数n与第k个差值位占用的比特数bk的对应关系;其中/表示或;

S3-5、根据公式:

获取恢复用差值|y|;其中|x|表示第一类可用像素EP与参考像素RP的差值;n为可用像素EP的总类数;bk-1表示第k-1个差值位占用的比特数;

S3-6、将可用像素EP的总类数和差值位占用的比特数的取值个数用2bits表示,将表示结果作为重建序列的第一部分;根据可用像素EP的总类数和差值位占用的比特数的取值情况获取可用像素EP和不可用像素NP分别对应的标记位码长和标记位码字,并根据可用像素EP和不可用像素NP的排序依次将其作为重建序列的第二部分;

S3-7、将特殊像素SP中与重建序列长度相同的原始数据替换为重建序列;将特殊像素SP中替换掉的原始数据作为第一部分嵌入数据嵌入可用像素EP的信息位中;将不可用像素NP的标记位占用的原始数据作为第二部分嵌入数据嵌入可用像素EP的信息位中;将秘密信息作为第三部分嵌入数据嵌入可用像素EP的信息位中,得到编码后的图像,完成加密图像可逆信息隐藏。

6.根据权利要求5所述的加密图像可逆信息隐藏方法,其特征在于,所述步骤S3-4可用像素EP的分类数n与第k个差值位占用的比特数bk的具体取值方法为:根据公式

获取整体嵌入率er的不同取值,并获取整体嵌入率er取最大值时可用像素EP的分类数n与第k个差值位占用的比特数bk的具体取值;其中lj为可用像素EP的分类数n不同取值情况下的标记位码长;ln+1为不可用像素NP的标记位码长;NEPi表示可用像素EP的数量;NNP表示不可用像素NP的数量。